生物活性肽組合物緩解小鼠體力疲勞的作用研究

沈起兵 劉麗燕 劉同方 李亦凡 曾萍 李淑娟 張國文 張翼飛 于燕波

摘要 [目的]研究生物活性肽組合物緩解體力疲勞的作用及機(jī)制。[方法]KM小鼠隨機(jī)分為空白對照組（NC組）、模擬疲勞對照組（FC組）和模擬疲勞生物活性肽組合物處理組（FS組）。FC、FS組小鼠每天進(jìn)行負(fù)重游泳制備疲勞應(yīng)激模型，連續(xù)29 d，NC組不作處理。FS組小鼠每天灌胃相應(yīng)濃度的生物活性肽組合物，1次/d，連續(xù)30 d;NC組和FC組同法灌胃去離子水。末次灌胃30 min后，分別進(jìn)行負(fù)重游泳時(shí)間試驗(yàn)、血清尿素氮試驗(yàn)、肝糖原試驗(yàn)、血乳酸試驗(yàn)和紅細(xì)胞攜氧能力試驗(yàn)。[結(jié)果]與NC組比較，F(xiàn)C組的血清尿素氮濃度升高（P<0.05）;與FC組比較，F(xiàn)S組負(fù)重游泳時(shí)長增加（P<0.05），血清尿素氮含量降低（P<0.05），血乳酸曲線下面積下降（P<0.01）。[結(jié)論]生物活性肽組合物具有一定的增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)耐力和緩解體力疲勞作用。

關(guān)鍵詞 生物活性肽組合物;緩解體力疲勞;負(fù)重游泳;血清尿素氮;血乳酸

中圖分類號 TS 218? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）08-0137-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.038

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

The Alleviative Effect of Bioactive Peptide Composition on Physical Fatigue in Mice

SHEN Qi-bing 1，LIU Li-yan 2，LIU Tong-fang 1 et al （1.Space Science and Technology Institute （Shenzhen），Shenzhen，Guangdong 518117; 2.Lee Kum Kee （Xin Hui） Food Co.，Ltd.，Jiangmen，Guangdong 529156）

Abstract [Objective]To investigate the alleviating physical fatigue effect of bioactive peptide composition and its mechanism.[Method] KM mice were randomly divided into a blank control group （NC group），simulated fatigue control group （FC group），and experimental group （FS group）.Mice in FC group and FS group were subjected to loaded swimming every day to prepare fatigue model for 29 consecutive days，while those in NC group were not treated.Mice in FS group were given intragastric administration of? the corresponding concentration of bioactive peptide composition once a day for 30 consecutive days，while those in NC group and FC group were given intragastric administration of deionized water.Loaded swimming time，serum BUN，hepatic glycogen，area under the curve of blood lactic acid and oxygen carrying capacity of erythrocytes were measured at 30 minutes after the last intragastric administration.[Result]Compared with NC group，serum BUN in FC group was increased （P<0.05），compared with FC group，the bioactive peptide composition could observably increase the loaded swimming time （P<0.05） and decrease serum BUN （P<0.05） and blood lactic acid （P<0.01）.[Conclusion]The bioactive peptide composition could increase athletic stamina and has an anti-fatigue effect.

Key words Bioactive peptide composition;Alleviating physical fatigue;Lloaded swimming;Serum BUN;Blood lactic acid

疲勞是一種綜合性的生理過程，定義為“機(jī)體生理過程不能持續(xù)其機(jī)能在特定水平上和/或不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度”。疲勞不僅會影響人們的正常生活，持續(xù)性或重度疲勞還會導(dǎo)致生理功能失調(diào)或紊亂，威脅身體健康 [1]。失重、輻射、狹小、密閉是載人飛行過程中必須面對的空間挑戰(zhàn)，受這些空間因素的影響，航天員易出現(xiàn)疲勞、免疫力下降和氧化應(yīng)激等生理問題 [2]。因此，安全健康又有效的航天功能食品研究與開發(fā)迫在眉睫，能在一定程度上緩解這些空間因素對航天員的不利影響 [3-6]。研究發(fā)現(xiàn)，許多生物活性肽能夠緩解體力疲勞 [7-8]。這些抗疲勞生物活性肽具有生物效價(jià)高、安全性好、營養(yǎng)性高等優(yōu)點(diǎn)，是極具開發(fā)潛力的航天功能食品原料。筆者依據(jù)緩解體力疲勞航天功能食品功效評價(jià)規(guī)范，采用被迫式負(fù)重游泳制備疲勞應(yīng)激模型，從負(fù)重游泳時(shí)間、血清尿素氮、肝糖原、血乳酸和紅細(xì)胞攜氧能力5個(gè)方面綜合評價(jià)生物活性肽組合物緩解體力疲勞的作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

KM小鼠，SPF級，150只，雄性，18～22 g，購自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，生產(chǎn)許可證號為SCXK（粵）2018-0002，動(dòng)物合格證號依次為44007200092084、44007200092127、44007200092190、44007200092193、44007200-092087。所有小鼠均飼養(yǎng)在廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心SPF級動(dòng)物房，使用許可證號為SYXK（粵）2018-0002，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明號依次為00272137、00272322、00272592、00272601、00272138。飼養(yǎng)條件：群養(yǎng)，5只/籠，自由進(jìn)食飲水，飼養(yǎng)溫度20～26 ℃，濕度40%～70%，采用12 h∶12 h晝夜間斷照明，飼養(yǎng)室條件保持穩(wěn)定，以保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。該研究經(jīng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會審核，審核批號依次為B202106-9、B202106-16、B202106-17、B202106-18、B202106-10。

1.1.2 主要試劑與儀器。

生物活性肽組合物（深圳市綠航星際太空科技研究院，由海洋魚皮膠原低聚肽、牡蠣肽、大豆肽、VC和VE配比組成）;去離子水（廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心比較醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室）;尿素氮試劑盒（上海科華生物工程股份有限公司，批號：20201212）;肝糖原試劑盒（南京建成生物工程研究所，批號：20210722）;血乳酸試紙（森斯萊博有限公司，批號：2208114233）。

Multiskan Go型全波長酶標(biāo)儀（美國Thermo Fisher Scientific）;LACTATE SCOUT 型便攜式乳酸檢測儀（德國EKF）;日立7020 型全自動(dòng)生化分析儀（日本HITACHI公司）;BC-5000全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀（深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司）;R550IP小動(dòng)物麻醉機(jī)（瑞沃德生命科技有限公司）;BS224S電子天平（d=0.000 1 g，德國Sartorius）;JEA3001電子天平（d=0.1 g，上海浦春計(jì)量儀器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 分組和給藥。

負(fù)重游泳時(shí)間試驗(yàn)、血清尿素氮試驗(yàn)、肝糖原試驗(yàn)、血乳酸試驗(yàn)和紅細(xì)胞攜氧能力試驗(yàn)各使用30只KM小鼠，試驗(yàn)小鼠分別按體重隨機(jī)分為空白對照組（NC組）、模擬疲勞對照組（FC組）和模擬疲勞生物活性肽組合物處理組（FS組）。試驗(yàn)開始（D1）、試驗(yàn)結(jié)束（D30）及每周（D8、D15、D22、D29）各稱量體重1次，F(xiàn)S組小鼠以0.63 g/kg的劑量（相當(dāng)于人體推薦攝入量的10倍）灌胃給予生物活性肽組合物，NC組和FC組小鼠灌胃給予等量去離子水。灌胃給藥1次/d，連續(xù)30 d，灌胃量按0.02 mL/g體重計(jì)。

1.2.2 造模。

采用被迫式負(fù)重游泳制備疲勞應(yīng)激模型。NC組小鼠不進(jìn)行被迫式負(fù)重游泳，F(xiàn)C、FS組每日使小鼠在水溫（25±1） ℃的游泳箱中進(jìn)行被迫式負(fù)重游泳，于小鼠尾尖部約2.5 cm處置3%體重的鉛皮，每日1次，并循序增加應(yīng)激強(qiáng)度，第1～3天5 min，之后每3 d增加1 min，連續(xù)29 d。

1.2.3 指標(biāo)測定。

1.2.3.1 負(fù)重游泳時(shí)間。負(fù)重游泳時(shí)間試驗(yàn)的小鼠末次給予生物活性肽組合物樣品30 min后，在小鼠尾根部負(fù)荷5%體重的鉛皮置于游泳箱中游泳。水深不低于30 cm，水溫（25±1）℃。記錄小鼠從開始游泳到死亡的時(shí)間，即為負(fù)重游泳時(shí)間。

1.2.3.2 血清尿素氮。

血清尿素氮試驗(yàn)的小鼠末次給予生物活性肽組合物樣品30 min后，小鼠不負(fù)重游泳90 min，水溫控制（30±1）℃，休息60 min后立即內(nèi)眥采血，血樣于4 ℃靜置3 h后3 000 r/min離心15 min，吸取上層血清，用于血清尿素氮含量的測定。

1.2.3.3 肝糖原。肝糖原試驗(yàn)的小鼠末次給予生物活性肽組合物樣品30 min后，采用頸椎脫臼處死，立即取肝用生理鹽水漂洗，再用濾紙吸干，精確稱取100 mg，用于肝糖原含量的測定。

1.2.3.4 血乳酸。血乳酸試驗(yàn)的小鼠末次給予生物活性肽組合物樣品30 min后，采用尾尖采血測定血乳酸含量，然后置于游泳箱中不負(fù)重游泳10 min。水深不低于30 cm，水溫（30±1）℃。游泳結(jié)束后立即尾尖采血測定血乳酸含量，休息20 min后，再尾尖采血測定血乳酸含量。并按下列公式計(jì)算血乳酸曲線下面積：

血乳酸曲線下面積= 5×（游泳前血乳酸值+3×游泳后0 min 的血乳酸值+2×游泳后休息20 min的血乳酸值）。

1.2.3.5 紅細(xì)胞攜氧能力。紅細(xì)胞攜氧能力試驗(yàn)的小鼠末次給予生物活性肽組合物樣品30 min后，在小鼠尾根部負(fù)荷3%體重的鉛絲置于游泳箱中游泳，水深不低于30 cm，水溫（30±1） ℃，10 min后停止立即采用R550IP小動(dòng)物麻醉機(jī)麻醉后內(nèi)眥采血，用于測定紅細(xì)胞總數(shù)（RBC）、血紅蛋白（HGB）和紅細(xì)胞壓積（HCT）。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 所得數(shù)據(jù)均為計(jì)量資料，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。計(jì)量資料數(shù)據(jù)方差齊，或數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后方差齊，則采用組間兩兩比較的單因素方差分析方法，組間比較采用最小顯著差數(shù)（LSD）法;若數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后方差仍不齊，則采用秩和檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。檢驗(yàn)水平α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 一般臨床觀察 試驗(yàn)期間，各組小鼠一般臨床觀察均未見異常。

2.2 負(fù)重游泳試驗(yàn) 由表1可知，與NC組比較，F(xiàn)C組D8、D15、D22、D29、D30的體重下降（P<0.01），負(fù)重游泳時(shí)長無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。與FC組比較，F(xiàn)S組各時(shí)間點(diǎn)體重均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），負(fù)重游泳時(shí)長具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。

2.3 血清尿素氮試驗(yàn) 由表2可知，與NC組比較，F(xiàn)C組D8、D15、D29的體重下降（P<0.05或P<0.01），血清尿素氮升高（P<0.05）。與FC組比較，F(xiàn)S組各時(shí)間點(diǎn)體重均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），血清尿素氮含量降低，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。

2.4 肝糖原試驗(yàn) 由表3可知，與NC組比較，F(xiàn)C組D8、D15的體重下降（P<0.05或P<0.01），肝糖原含量無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。與FC組比較，F(xiàn)S組各時(shí)間點(diǎn)體重均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）;肝糖原含量有增大趨勢，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。

2.5 血乳酸試驗(yàn) 由表4可知，與NC組比較，F(xiàn)C組D8、D15、D22、D29、D30的體重下降（P<0.01），血乳酸曲線下面積無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。與FC組比較，F(xiàn)S組各時(shí)間點(diǎn)體重均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），血乳酸曲線下面積下降，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.01）。

2.6 紅細(xì)胞攜氧能力試驗(yàn) 由表5可知，與NC組比較，F(xiàn)C組D8、D15、D22、D29、D30的體重下降（P<0.05或P<0.01），RBC、HGB、HCT均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。與FC組比較，F(xiàn)S組各時(shí)間點(diǎn)體重均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），RBC、HGB、HCT均有增大的趨勢，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。

3 討論與結(jié)論

該研究通過負(fù)重游泳制備疲勞應(yīng)激模型，與空白對照組（NC組）比較，模擬疲勞對照組（FC組）小鼠體重顯著性降低（P<0.05或P<0.01），這與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷增加及能量消耗增多有關(guān);與FC組比較，模擬疲勞生物活性肽組合物處理組（FS組）小鼠體重?zé)o統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明生物活性肽組合物對小鼠體重?zé)o顯著影響。

疲勞是一種復(fù)雜機(jī)體綜合癥狀，通過測定小鼠負(fù)重游泳開始到死亡的時(shí)間可以反映機(jī)體的運(yùn)動(dòng)耐力 [9-10]。該研究中，與NC組比較，F(xiàn)C組小鼠負(fù)重游泳時(shí)長未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;與FC組比較，F(xiàn)S組可顯著延長小鼠負(fù)重游泳時(shí)間（P<0.05），這與文獻(xiàn)報(bào)道中生物活性肽可以緩解體力疲勞的結(jié)果一致 [11-13]，說明生物活性肽組合物可以提高小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力，而運(yùn)動(dòng)耐力的提高正是機(jī)體體力疲勞有所緩解的宏觀表現(xiàn)。

在正常情況下，機(jī)體能量消耗順序?yàn)樘妓衔?、脂肪、蛋白質(zhì)，長時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，蛋白質(zhì)分解加快并轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩氐?，血液中尿素氮含量升高，可誘發(fā)運(yùn)動(dòng)性疲勞 [14-15]。該研究中，與NC組比較，F(xiàn)C組血清尿素氮含量升高（P<0.05）;與FC組比較，F(xiàn)S組可顯著降低血清尿素氮含量（P<0.05），可見，生物活性肽組合物可加速體內(nèi)尿素氮的清除，延長小鼠游泳時(shí)間。50卷8期 沈起兵等 生物活性肽組合物緩解小鼠體力疲勞的作用研究糖原是機(jī)體能量的重要來源，其儲備量能直接影響機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力，疲勞的發(fā)生與糖原的儲備直接相關(guān) [16]。該研究中，F(xiàn)C組肝糖原含量與NC組、FS組肝糖原含量與FC組均未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但與FC組比較，F(xiàn)S組的肝糖原儲備量有增高的趨勢。

乳酸是機(jī)體在缺氧條件下糖酵解的產(chǎn)物，血乳酸水平可以反映無氧代謝水平、疲勞的產(chǎn)生和消除速度 [17-18]。機(jī)體在正常情況下，乳酸的生成與消除處于動(dòng)態(tài)平衡中，當(dāng)機(jī)體內(nèi)乳酸累積時(shí)將影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，降低運(yùn)動(dòng)能力，最終誘發(fā)疲勞 [19]。該研究中，與NC組比較，F(xiàn)C組血乳酸曲線下面積無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;與FC組比較，F(xiàn)S組可顯著降低血乳酸曲線下面積（P<0.01），提示生物活性肽組合物可以減少乳酸堆積，延緩疲勞。

血液中的紅細(xì)胞計(jì)數(shù)（RBC）、血紅蛋白含量（HGB）和紅細(xì)胞壓積（HCT）3項(xiàng)指標(biāo)是公認(rèn)的可以客觀反映機(jī)體血液的攜氧能力和蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況的指標(biāo) [20]。一般來說，這3項(xiàng)指標(biāo)在適宜范圍內(nèi)數(shù)值越高，說明機(jī)體攜氧能力與蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀況越好，有助于改善機(jī)體代謝水平和運(yùn)動(dòng)能力 [21]。該研究中，這3項(xiàng)指標(biāo)均未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但與FC組比較，F(xiàn)S組的RBC、HGB、HCT有增高的趨勢。

隨著我國空間站的逐漸成型，航天員在軌駐留時(shí)間將越來越長，功能性航天食品的防護(hù)作用日益突出。該研究將海洋魚皮膠原低聚肽、牡蠣肽、大豆肽、VC和VE進(jìn)行復(fù)配，得到了生物活性肽組合物，參照緩解體力疲勞航天功能食品功效評價(jià)規(guī)范，驗(yàn)證了該生物活性肽組合物具有增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)耐力、緩解體力疲勞的作用，其機(jī)制與降低運(yùn)動(dòng)引起的血清尿素氮和血乳酸堆積有關(guān)。

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